DE1233106B

DE1233106B - Verfahren zur Erzielung einer einwandfreien Oberflaeche beim Stranggiessen

Info

Publication number: DE1233106B
Application number: DEM54396A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Adolf Bungeroth; Dipl-Ing Klaus Frenken; Dr-Ing Karl Georg Speith
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1962-10-04
Filing date: 1962-10-04
Publication date: 1967-01-26
Also published as: US3315323A; BE638185A; NL298474A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B22d

Deutsche KL: 31 b2-11/10

Nummer: 1 233 106

Aktenzeichen: M 54396 VI a/31 b2

Anmeldetag: 4. Oktober 1962

Auslegetag: 26. Januar 1967

Die Erzeugung von Gußsträngen in Stranggießanlagen mit einer einwandfreien, guten Oberfläche bereitet zur Zeit immer noch manche Schwierigkeit. Ursachen der Oberflächenfehler sind die am Rand des Badspiegels entstehenden Randkrusten und Oxydationshäutchen, welche vom Strang mitgezogen werden und sogenannte Mattschweißen oder Überlappungen bilden.

Man hat daher versucht, durch eine Bewegung der Schmelze in der Kokille, z. B. Rühren mittels Drehfeldes, diese Fehler zu beseitigen. Dies stellte sich jedoch als nachteilig heraus, da das Blockinnere auf diese Weise mit unerwünschten Einschlüssen angereichert werden kann. Andere bekannte Maßnahmen waren darauf abgestellt, durch teilweise oder vollständige Abdeckung der Kokille an der Oberkante, im letzteren Fall unter Verwendung eines Rohres zur Einführung des Metalls bis in den Badspiegel und unter Verwendung eines Schutzgases, die Abstrahlung und Oxydbildung am Badspiegel zu verhindern. Als Nachteil mußte festgestellt werden, daß im ersten Fall die Beobachtungsmöglichkeit fast vollständig eingeschränkt wurde und eine Oxydation trotzdem nicht verhindert werden konnte. Es mußte dabei die Eintrittsöffnung für den Strahl im Deckel so groß gehalten werden, daß die auf dem Gießspiegel schwimmenden Schlackenteilchen entfernt werden konnten. Im anderen Fall kann aber mit einem freien Strahl nicht mehr gegossen werden, und das verwendete Rohr neigt durch Ansatzbildung u. dgl. leicht zum Verstopfen. Auch werden diese Einrichtungen recht kompliziert, da die notwendigen Schmiereinrichtungen berücksichtigt werden müssen.

Es ist ferner bekanntgeworden, beim Vergießen von titarihaltigem, rostfreiem Stahl dünnflüssige vorgeschmolzene Schlacken auf den Badspiegel aufzubringen. Die Schlacke soll dabei folgende Zusammensetzung haben:

CaF₂ 39,00 40,00

SiO₂ 34,00 35,00

CaO 10,00 20,00

Na₂O 4,50 5,50

MnO 0,10 0,25

FeO max. 0,08

Fe₂O₃ max. 0,09

Cr₂O., max. 0,09

Al₂Og 0,70 1,00

TiO,' 0,10 0,35

MgO max. 0,36

P₂O₅ max. 0,032

S ..' max. 0,072

Verfahren zur Erzielung einer einwandfreien
Oberfläche beim Stranggießen

Anmelder:

Mannesmann Aktiengesellschaft,

Düsseldorf, Mannesmannufer 1 b

Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Karl Georg Speith,
Dr.-Ing. Adolf Bungeroth, Duisburg;
Dipl.-Ing. Klaus Frenken, Essen-Werden

Diese Zusammensetzung soll den erforderlichen hohen Flüssigkeitsgrad haben, um an der Kokillenwand einen dünnen Überzug zu bilden und gleichzeitig als Schmiermittel dienen zu können. Es wurde nämlich gefunden, daß eine zähere Schlacke durch Aufnahme von TiO₂- und Al₂O₃-haltigen, aus dem Stahl aufsteigenden Einschlüssen entsteht und diese zähe Schlacke Krusten bildet, die vom Strang mitgezogen werden und damit zu Oberflächenfehlern führen. Der Tonerdegehalt soll daher maximal 1% nicht übersteigen. Tonerdegehalte von etwa 5°/o führten schon zu enormen Mißerfolgen.

Bei diesem Verfahren ist es notwendig, mit einer Schichtdicke der Schlacke von etwa 130 mm zu arbeiten. Da die Zähigkeit der Schlacke durch das Aufsteigen der Einschlüsse (TiO₂ und Al₂O₃) aus dem Stahl laufend erhöht wird und die Menge durch Mitnahme durch den Strang als Schmiermittel erniedrigt wird, ist es erforderlich, größere Schlackenmengen schon nach einer Gießlänge des Stranges von 3 m nachzugeben. Die spezielle Schlackenmenge, die ein erfolgreiches Arbeiten ermöglicht, beträgt etwa 11 kg/t Stahl. Aus diesen Gründen ist das Verfahren auch nur anwendbar beim Absenkverfahren, also beim Gießen von Strängen in relativ kurzen, vorbestimmten endlichen Längen.

Aus der USA.-Patentschrift 2 825 947 ist ein Verfahren zum Schutz der Strangoberfläche und zur Erhöhung des Wärmeüberganges in dem Luftspalt zwischen Kokillenwand und gegossenem Strang bekannt. Es wird dort vorgeschlagen, auf den Gießspiegel eine aus Borax oder Glas bestehende Abdeckmasse aufzugeben, welche auf dem Gießspiegel aufschmilzt und eine Schlackenschicht hohen Flüssigkeitsgrades bzw. niedriger Viskosität bildet. Diese Schlacke soll zwi-

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Claims

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sehen der Kokillenwand und dem Gußstrang hin- funden, daß diese Stähle trotz des hohen Al₂O₃-Ge-

durchdringen und den Luftspalt zwischen Strang und haltes der Schlacke einen weitaus geringeren Gehalt

Kokille auffüllen. Dazu ist es notwendig, daß die an Tonerdeeinschlüssen aufwiesen als üblicherweise

flüssige Schlacke die Kokillenwand benetzt, wie es vergossene Stähle. Auch war die Oberfläche der

insbesondere aus F i g. 2 der USA.-Patentschrift her- 5 Stränge stets bester Beschaffenheit. Es ist ja bekannt,

vorgeht. daß gerade Al-haltige Stähle besondere gießtech-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim nische Probleme bezüglich der Oberflächenbeschaffen-

Vergießen jedweder Stahlqualität, insbesondere beim heit aufwerfen.

kontinuierlichen Strangguß, durch Verwendung einer Ferner konnte festgestellt werden, daß trotz des Abdeckmasse Stränge einwandfreier Beschaffenheit, io hohen Kohlenstoffgehaltes der Abdeckmasse eine insbesondere einwandfreier Oberflächen, zu erzielen, Aufkohlung des Stahles nicht stattfindet. Auch konnte bei gleichzeitiger Reduzierung der Schlackenmenge. überraschend festgestellt werden, daß die erzielten Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, nach guten Ergebnisse unabhängig von der Stahlqualität dem Angießen, sobald der flüssige Stahl in der bei Wegfall der sonst notwendigen Kokillenschmie-Kokille eine gießtechnisch bedingte, vorbestimmte 15 rung nicht beeinträchtigt werden.
Höhe erreicht hat, eine pulverförmige Abdeckmasse Die pulverförmige Abdeckmasse wird zweckmäßig auf den Badspiegel aufzugeben, so daß derselbe voll- mittels eines neutralen Gases auf den Badspiegel geständig bedeckt ist. Die Masse besitzt die Eigen- fördert.

schaft, bei den im Gießkopf herrschenden Tempera- Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich in

türen nach wenigen Minuten eine flüssige Schlacken- 20 seiner Gesamtheit durch eine Anzahl ganz erheblicher

schicht zu bilden, deren Oberflächenspannung so Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aus.

groß ist, daß die Kokillenwand nicht benetzt wird. Durch die Zugabe des Schlackengemisches im festen

Die Menge des Abdeckpulvers wird derart bemes- Zustand sind keine besonderen Schmelzeinrichtungen sen, daß nur ein Teil schmilzt und darüber ein Rest für die Schlacke nötig. Auch ist die Zugabe völlig im festen Zustand verbleibt, der die Wärmeabstrah- 25 gefahrlos und wesentlich einfacher zu handhaben, lung der Schlacke verringert und eine Deckelbildung Ferner bedeutet die Verringerung der zugegebenen der Schlacke verhindert. Erfindungsgemäß beträgt die Menge auf ein Zwanzigstel eine wesentliche Erspar-Menge 3 bis 10 g/cm² Gießkopfoberfläche, Vorzugs- nis. Da das Verfahren auch ohne jede Kokillenweise 3 bis 6 g/cm², wobei die größeren Mengen den schmierung durchführbar ist, ergeben sich gegenüber längeren Gießzeiten zugeordnet sind. Nach den bis- 30 der üblichen Schmierung Vorteile allein auf Grund herigen Ergebnissen wurden maximal 0,7 kg Abdeck- dieser Einsparung und bei der Schlackenschmierung pulver je Tonne Stahl benötigt, durchschnittlich je- die Einsparung der Kosten für die nachträgliche doch 0,4 bis 0,6 kg/t Stahl. Wenn durch einen stark Entfernung der Schlackenschicht von der Strangoberflatternden Gießstrahl die Schlackendecke mit Stahl- fläche. Vor allem sind aber mit Sicherheit stets gute Spritzern bedeckt oder durch unvorhergesehene, lange 35 Strangoberflächen erzielbar.
Gießzeiten die Abdeckmasse aufschmelzen sollte, so _p ...
kann ein Abschlacken mit nachfolgender Neuzugabe ratentansprucne:
der Abdeckmasse vorgenommen werden. 1. Verfahren zur Erzielung einer einwandfreien

Mit einer Abdeckmasse, vorzugsweise folgender Oberfläche beim Gießen von Strängen aus hoch-Zusammensetzung, wurden die besten Ergebnisse er- 40 schmelzenden Metallen und deren Legierungen zielt: " unter Verwendung einer auf den Gießkopf im ς.ρ. O^ ,. <-~₀, pulverförmigen Zustand aufzugebenden Abdecket A on u· 4no/ masse, dadurch gekennzeichnet, daß

C fv³ „ , . -IQ₀;⁰ nach Erreichen der gießtechnisch notwendigen

jyf Q 0 bis 5°/° ⁴⁵ Badspiegelhöhe auf den Badspiegel die pulver-

Na O- K V) 5 IV 12°/° förmige Abdeckmasse in einer Zusammensetzung,

Fe + Mn (Gesamtgehalt'der Oxyde)''.'. 5 bis 15«/! ^da.^ß ™^{r e}f ™ ^au^fsch™lzt, wobei dieser auf-

C (Gesamtgehalt) ...... 3 bis 12·/. schmelzende Teil eine zähe die Kokillenwand

ρ X ' η ^o/ nicht benetzende Schlackenschicht bildet, und in

' ' ° 50 einer Menge von 3 bis 10 g/cm² Badspiegelfläche

Eine Änderung der Zusammensetzung in größeren aufgegeben wird.

als den angegebenen Grenzen ist möglich, wenn z. B.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gebeim Vergießen stark voneinander abweichender kennzeichnet, daß die pulverförmige Abdeck-Qualitäten die Gießtemperatur in weiten Grenzen masse in einer Menge von 3 bis 6 g/cm² Badschwankt. Es sind auch andere Zusammensetzungen 55 Spiegelfläche aufgegeben wird,
der Abdeckmasse anwendbar, soweit sie nur bei den
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gein Frage kommenden Gießtemperaturen eine ent- kennzeichnet, daß die pulverförmige Abdecksprechende zähflüssige Schlacke bilden, wobei ein masse mittels eines neutralen Gases auf den Bad-Rest der aufgegebenen Menge im pulverförmigen spiegel gefördert wird.
Zustand verbleiben muß. . 60

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in In Betracht gezogene Druckschriften:

ganz besonderer Weise zum Vergießen Al-haltiger USA.-Patentschrift Nr. 2 825 947;

Stähle. Es wurde entgegen allen Erwartungen ge- Chemisches Zentralblatt, 1960, S. 4014.

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